Устройство для контроля Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

Изобретение предназначается для контроля качества изделий электронной техники и может быть использовано при разработке и производстве герметизированных магнитоуправляющих контактов (герконов),

Цель изобретения - увеличение достоверности контроля.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для контроля качества герконов; на фиг.2 - структурная схема блока обработки сигналов; на фиг.З - осциллограмма колебаний контакт деталей испытуемого гер- кона за один полный цикл при его периодических срабатываниях.

Устройство содержит последовательно соединенные преобразователь 1 (механических и акустических колеба- НИИ в электрические сигналы), усилитель 2, временной селектор 3, полосовые фильтры 4-6, частотные анализаторы 7 - 9, амплитудные анализаторы 10 - 12, блок 13 обработки сигналов, блок 14 индикации, а также синхронизатор 15 и датчик 16 нагрузки. В качества преобразователя 1 механических и акустических колебаний в электрические сигналы использ ован пьезоэлектри- ческий преобразователь, которьй механически связан с заземленным выводом геркона.

Датчик 16 нагрузки выполнен в виде генератора 17 тока, образцового нагрузочного элемента 18 и детектора 19.

Кроме того, устройство содержит источник 20 возбуждения и подключенную к его выходу обмотку 21 управле- ния, с помощью которых возбуждаются колебания контакт-деталей контролируемого геркона.

Испытательный режим подбирается таким, чтобы геркон работал с опре- деленной нагрузкой, при которой его контакт-детали соударяются и трутся одна о другую с такими усилиями, при которых появляются механические и акустические колебания, позволяющие путем их дальнейшей обработки вьшвит характер дефектов (или их отсутствие в контролируемом геркоНе.

Блок 13 обработки сигналов (фиг.2 содержит запоминающие элементы 22-24 группы, число выходов у каждого из которых определяется дискрет ностью разбиения с помощью частотных анализаторов 7-9 участков спектров механических и акустических колебаний контакт-деталей герконов, вьщеленных полосовыми фильтрами 4 - 6, и равно М1-МЗ соответственно.

Кроме того, в состав блока 13 обработки сигналов«.входят (М1+М2+МЗ) групп контроля из (N+1) двухуровневых компараторов 25 группы и (N+1) (М1+М2+МЗ) элементов И-26 группы, где N - число контролируемых параметров геркона, причем каждый вход каждого (М1+М2+МЗ)-го- элемента И группы соответствующего определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов 25 группы каждой из (М1+М2+МЗ) групп контроля, соответствующему тому же определенному контролируемому параметру в этой.группе контроля, выход (М1+М2+МЗ) соответствующего элемента И 26 группы соединен с соответствующим этому контролируемому параметру индикатором брака в блоке 14 индикации, все первые управляющие входы двухуровневых компараторов 25 групп: объединены и подключены к второму выходу датчика 16 (испытательной) нагрузки, в каждой группе контроля вторые информационные входы двухуровневых компараторов 25 объединены,объе- диненные информационные входы каждой группы компараторов соединены с соответствующими выходами запоминающих элементов 22-24 группы, командные входы . которых объединены и подключены к четвертому выходу синхронизатора 15 сигнальные входы каждого из запоми- нающих устройств соединены с выхо-- |Дами соответствующих амплитудных анализаторов, а управляющие входы - с первым, вторым и третьим выходами .синхронизатора 15 соответственно.

На фиг.З приняты обозначения: Г, - интервал времени, когда контакт детали геркона находятся в разомкнутом состоянии; - время дребезга контакт-деталей; ъ интервал времени, когда контакт-детали замнуты. Частотные составляющие для этих трех интервалов различны. Кроме того, характер колебаний герконов разного качества, что видно из сравнения осциллограмм а,б, снятых у двух герконов одного типа, но с различными дефектами.

Устройство имеет также кана..л1 27-29 преобразования сигналов.

Устройстпо работает следующим образом.

Возбуждаемый источником 20 в обмотке 21 ток создает периодически изменяю1чееся магнитное поле, которое воздействует на контакт-детали контролируемого геркона МК, заставляя их колебаться в определенном испытательном режиме.При этом контакт-детали соударяются и трутся одна о другую своими.рабочими поверхностями и в них возникают механические и акустические колебания, которые распространяются вдоль контакт-деталей, внешние концы которых являются выводами геркона. Механически соединенный с выводом пьезоэлектрический датчик- преобразователь 1 преобразует эти колебания в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 2 и поступают на временной селектор 3, который позволяет выбрать из общего спектра- поступающих с пьезоэлектрического преобразователя сигналов сигналы трех характерных для работы временных интервалов -, для разомкнутого состояния, дребезга и замкнутого состояния контакт-деталей.

С выхода временного селектора 3 разделенные сигналы поступают на полосовые фильтры 4-6, каждьй из которых имеет свою полосу пропускания. Сигналы, прошедшие через фильтры поступают вначале на частотные 7-9, а затем на амплитудные 10 - 12 анализаторы. С помощью частотных анализаторов в каждом из трех каналов час- тотньй спектр сигнала последовательно разделяется на ряд отдельных учас- тков, число которых и их границы определяются конструкцией геркона, а число участков составляет Ml, М2 и МЗ в первом, втором и третьем каналах соответственно.

На выходе амплитудных анализаторов последовательно вырабатьшается постоянное напряжение, пропорциональное среднеквадратическому значению сигна- па в каждом из участков спектра, выделяемых частотными анализаторами.

При этом одновременно фиксируются характерные особенности спектров колебаний для разомкнутого состояния, дребезга к замкнутого состояния контакт-деталей контролируемого геркона,

Выходные сигналы амплитудных анализаторов подаются на блок 13 обработки сигналов, на входе которого уста

Q 5 0 5

0

5

5

0

три запоминающих злемента 22-24 (по одному на канал). Каждый из запоминающих элементов позволяет получать на его выходах одновременно сигналы, соответствующие каждому из участков спектра канала,поступающие на вход запоминающего элемента последовательно, Управление работой частотных анализаторов и запоминающих элементов и их синхронизация осуществляются с помощью синхронизатора 15.

Начиная с момента прихода на объе- диненлые командные входы всех компараторов импульса с выхода синхронизатора 15, выходные сигналы компараторов поступают на входы (М1+М2+МЗ) групп контроля,состоящие из двухуровневых компараторов 25 группы. Число компараторов в каждой группе N+1, где N - число видов брака контролируемых герконов. Уровни срабатывания всех компараторов индивидуальны и определяются интервалами возможных значений напряжений на выходах амплитудных анализаторов соответственно годных герконов и герконов с определенными видами брака.

Для каждого конкретного дефекта однотипных контролируемых герконов характерны свои отношения частот и амплитуд составляющих спектров частот в разомнутом и замкнутом состояниях контакт-деталей, а также во время их дребезга.

Логические сигналы с выходов компараторов 25 группы, вьщеляющие в своей группе сигналы, соответствующие конкретному дефекту геркона, поступают на входы элементов И 26 группы. При наличии на всех входах какого-либо элемента И уровней логической единицы на выходе этого элемента вырабатывается сигнал, который поступает на индикатор 14 (вида брака), который показывает вид брака или его отсутствие у контролируемого геркона. Синхронизация и стабилизация работы устройства осуществляется при помощи датчика 16 нагрузки, выходы которого связаны с синхронизатором, временным селектором и блоком обработки сигналов. Кроме того, датчик 16 нагрузки предназначен для обеспечения токовой нагрузки геркона. Различные испытания герконов могут производиться как с полностью отключенными контактами (так называемый режим сухой цепи), так и в режиме токовой

нагрузки. Испытания в режиме токовой нагрузки являются более информативными и дают более близкие результаты к реальному режиму работы геркона, Иеобходимьш режим токовой нагрузки, определяемый ТУ для каждого типа геркона, обеспечивается генератором 17 тока.

Именно наличие токовой нагрузки и позволяет определить состояние контактов геркона (замкнуто-разомкнуто и, следовательно,получить сигнал для синхронизации работы устройства. Временной селектор 3 получает от датчика 16 нагрузки сигналы о моментах размыкания и замыкания контакт-деталей контролируемого геркона. Эти сигналы синхронизируют работу блока временной селекцииJ разделяющего колебания геркоиа на три характерных

участка

5 9

а также работу

синхронизатора 15.

Изменение токовой нагрузки может приводить к некоторому изменению спектров акустических колебаний, поэтому необходимо либо принимать меры по жесткой стабилизации режима, либо вводить коррекцию в работу .блока 13 обработки сигналов, Коррекция работы блока обработки сигналов производится следующим образом. Импульсное напряжение с образцового нагрузочного элемента 18 преобразуется детектором 19 в постоянное напряжение, несущее информацию о величине испытательной нагрузки и ее соответствие заданному значению. Это напряжение поступает на управляющие входы всех компараторов 25 группы блока 13 обработки сигналов. В результате при случайных изменениях испытательной нагрузки уровни срабатывания компараторов изменяются в соответствии с изменениями спектров акустических колебаний геркона.

Таким образом, устройство, предназначенное для проведения комплексного контроля герконов по геометрическим характеристикам, позволяет с высокой достоверностью эффективно выявить одновременно многие информативные параметры, определяющие качественные характеристики и виды брака контролируемых герконов. С помощью устройства можно контролировать также качественные характеристики герконов: величину перекрытия контакт0

5

20

25

30

35

40

45

50

55

деталей, смещение их одна относительно другой,несоосность, величину зазора между контакт-деталями,наличие постоянных частиц в герконе,наплыв стекла колбы, целостность колбы, состояние покрытия контакт-деталей и т,, п. Причем одновременная интегральная оценка качества геркона значительно сокращает время контроля (в 2-3 раза).

Использование предлагаемого устройства для контроля качества изделий позволит повысить достоверность контроля, а также выход годных герконов на 1-2%.

Формула изобретения

1, Устройство для контроля, содержащее блок индикации, последовательно соединенные преобразователь, усили- тель и временной селектор, вход преобразователя является первым входом устройства для подключения к вьгаодам объекта контроля, синхровход временного селектора является вторым вхо-. дом устройства для подключения к выходам объекта контроля и соединен с первым выходом датчика нагрузки, пер-, вый и второй выходы временного селектора соответственно подключены к входам полосовых фильтров первого и второго каналов преобразования -сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр,частотный анализатор и амплитудный анализатор, о т л и-ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, в уст-- ройство введены синхронизатор, блок обработки сигналов и третий канал преобразования сигналов, вход полосового фильтра которого подключен к третьему выходу временного селектора, выходы амплитудных анализаторов каналов соединены с информационными входами блока обработки сигналов с первого по третий соответственно, первый выход датчика нагрузки соединен с входом синхронизатора, синхро- входы которого с первого по третий подключены соответственно к соединенным управляющим входам частотных анализаторов каналов преобразования сигналов с первого по третий и к управляющим входам блока обработки сигналов с первого по третий, четвертый и пятый синхровходы синхрониза . ора соединены с синхровходами блоков обработки сигналов и индикации соответственно, второй выход датчика нагрузки подключен к четвертому управляющему входу блока обработки сигна- лов, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам блока индикации,

2, Устройство по п,1, о т л и ч aю щ е е с я тем, что блок обработки сигналов содержит последовательно соединенные группу запоминающих элементов, группу двухуровневых компараторов и группу элементов И, выходы которых являются соответствующш выходами блока, информационные и управляющие входы элементов памяти группы являются первыми, вторыми и третьими информационными и управляющими входами блока соответственно, синхровходы- четвертым управляющим входом блока, а синхровходы двухуровневых компараторов являются синхро- входом блока.

Изобретение относится к средствам контроля качества изделий электронной техники и может быть использовано при исследовании, разработке и производстве герконов. Цель изобретения - увеличение достоверности контроля. Устройство содержит преобразователь 1, усилитель 2, временной селектор 3, каналы 27-29 преобразования сигналов, синхронизатор 15, блок 13 обработки сигналов, блок 14 индикации, датчик 16 нагрузки. Устройство дает повышенную достоверность контроля по сравнению с прототипом за счет увеличения числа информативных параметров, определяющих характеристики и виды брака проверяемых герконов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. 41 € (Л со 00 ot со О) Фиг. /

(DUZ.Z

Фигз